צעד אחד metabolomics: פחמימות, חומצות אמינו אורגני לכמת בהליך יחיד
Summary
השיטה urease של הכנת המדגם לניתוח GC / MS של מטבוליטים מתווך מוצג על ידי הממציא שלה. השיטה מאפשרת צעד אחד המעקב של ההקרנה היילוד עבור הטעויות המולדות של ספקטרומטריית מסה במקביל על ידי פחמימות לכימות, אורגני וחומצות אמינו בתהליך כל אחד.
Abstract
כל תינוק נולד בארה"ב מוקרן כעת לתקופה של עד 42 הפרעות גנטית נדירה בשם "הטעויות המולדות של חילוף החומרים". שיטת ההקרנה מבוסס על טנדם ספקטרומטריית מסה מכמת acylcarnitines כמסך עבור acidemias אורגני וגם אמצעים חומצות אמינו. כל המדינות גם לבצע בדיקות אנזימטיות להפרעות פחמימות כגון galactosemia. כי התוצאות עלולות להיות בלתי ספציפיים, מעקב ובדיקה של תוצאות חיוביות נדרש בשיטה מוחלטות יותר. הדו"ח הנוכחי מתאר את "urease" השיטה של הכנת המדגם להקרנה שגיאה מולדת. אנזים urease הקריסטל משמש כדי להסיר אוריאה מתוך נוזלי הגוף המתירה ביותר אחרות מסיסים במים מטבוליטים להיות מיובש derivatized עבור גז כרומטוגרפיה בהליך אחד. התייבשות על ידי אידוי בזרם החנקן הוא הקל על ידי הוספת אצטוניטריל ו מתילן כלוריד. ואז, trimethylsilylation מתקיים בנוכחות זרז trifluoroacetate ייחודי, triethylammonium. הזרקת כרומטוגרפיה אוטומטיים מלווה כימות מאקרו מונחה מותאם אישית של 192 מטבוליטים למחצה כימות של כל רכיב מרכזי באמצעות ספריות המקצועית של ספקטרה המונית של תרכובות ביולוגיות derivatized TMS. הניתוח עשוי להתבצע על פלטפורמה בשימוש נרחב Chemstation באמצעות פקודות מאקרו וספריות זמין המחבר. במעבדה שלנו, מעל 16,000 דגימות המטופל כבר ניתחו בשיטת אבחון עם תשואה של כ 17% – כלומר, 17% את תוצאות דגימות לחשוף ממצאים שיש פעל על ידי הרופא ההזמנה. כולל אלה מעל 180 הטעויות המולדות אישר, מתוכם כ 38% לא יכול היה להיות מאובחן בשיטות הקודמות.
Protocol
Discussion
השיטה urease (1) צוטט 62 פעמים בספרות הרפואית עם שינויים שונים. הקבוצה של מאטסומוטו (2,3) לפשט את הליך המיון תפוקה גבוהה בילוד ודיווח על תוצאות מ 16,000 חולים. Kuhara ואחרים (07/04), דיווחו על שימוש בשיטת בכמה מקרים של אבחון שגיאה מולדות ומעקב. Rhead (8) אישר גם השירות של שיטה לאבחון קליני ומעקב של הטעויות המולדות. השיטה יושמה שתן של דובים, עקום החוצה עכברים, פילים homogenates של זבובי פירות שלמים הזחלים שלהם (9). התקשורת והתרבות מ קריפטוקוקוס לפני ואחרי mutagenesis אתר מכוונת נותחו גם בלי לשלב urease (10). השיטה יושמה הערכה תזונתית האדם סטודנטים לרפואה, תסמונת דאון בחולים וותיקי קשישים מטורפים לאחר טעינת נבדקים עם האכלות של חומצות אמינו טריפטופן, מתיונין isoleucine (11). Eight כל ויטמינים B-הוערכו על ידי לכימות מוצרי פירוט של שלוש חומצות אמינו, אשר ביניהם, לדרוש את כל הוויטמינים 8 בשלב כלשהו השפלה שלהם. ההשפעות הרעילות של תרופות להפחתת שלהם על ידי תוספת ויטמין דווחה (12). דגימות מי השפיר של הריונות תסמונת דאון נורמלי נותחו דיווחו (13-15).
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
הסיוע הטכני יכול של אנתוני תומאס הוא הודה בהכרת תודה.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| MSD 5975 | Agilent | GC/MS/Computer | ||
| MSD 5973 | Agilent | GC/MS/Computer | ||
| Urease | Calzyme | 116A0100 | Also Sigma C3 | |
| Stable Isotope Standards | CDN Isotopes, Isotec, Cambridge Isotope Lab | |||
| Solvents | Fisher | |||
| Analytes | Sigma, Universidad Autonoma de Madrid, Ernesto Brunet | |||
| GC Columns | J&W Scientific | 123-5026 | ||
| TEA/TFA | Fluka/Sigma | 09747 | ||
| Vials | Supelco/Sigma | Z115088/12EA | ||
| Merlin Microseal | Agilent | 5181-8815 | ||
| MSTFA | Thermal Scientific | 48913 |
References
- Shoemaker, J. D., Elliott, W. H. Automated screening of urine samples for carbohydrates, organic and amino acids after treatment with urease. J. Chromatogr. 562 (1-2), 125-138 (1991).
- Kuhara, T., Shinka, T., Inoue, Y., Ohse, M., Zhen-wei, X., Yoshida, I., Inokuchi, T., Yamaguchi, S., Takayanagi, M., Matsumoto, I. Pilot study of gas chromatographic-mass spectrometric screening of newborn urine for inborn errors of metabolism after treatment with urease. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 731 (1), 141-147 (1999).
- Fu, X., Iga, M., Kimura, M., Yamaguchi, S. Simplified screening for organic acidemia using GC/MS and dried urine filter paper: a study on neonatal mass screening. Early Hum Dev. 58 (1), 41-55 (2000).
- Kuhara, T., Ohdoi, C., Ohse, M. Simple gas chromatographic-mass spectrometric procedure for diagnosing pyrimidine degradation defects for prevention of severe anticancer side effects. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 758 (1), 61-74 (2001).
- Kuhara, T. Diagnosis of inborn errors of metabolism using filter paper urine, urease treatment, isotope dilution and gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 758, 3-25 (2001).
- Iga, M., Kimura, M., Ohura, T., Kikawa, Y., Yamaguchi, S. Rapid, simplified and sensitive method for screening fructose-1,6-diphosphatase deficiency by analyzing urinary metabolites in urease/direct preparations and gas chromatography-mass spectrometry in the selected-ion monitoring mode. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 746 (1), 75-82 (2000).
- Kuhara, T., Ohse, M., Ohdoi, C., Ishida, S. Differential diagnosis of homocystinuria by urease treatment, isotope dilution and gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr B Biomed Sci Appl. 742 (1), 59-70 (2000).
- Young, V., Lo, S., Shoemaker, J., Thomas, A., Rhead, W. Validation and Extension of the Urease Method for Urine Organic and Amino Acid Analysis. , (2008).
- Smith, E. M., Hoi, J. T., Eissenberg, J. C., Shoemaker, J. D., Neckameyer, W. S., Ilvarsonn, A. M., Harshman, L. G., Schlegel, V. L., Zempleni, J. Feeding Drosophila a biotin-deficient diet for multiple generations increases stress resistance and lifespan and alters gene expression and histone biotinylation patterns. J Nutr. 137 (9), 2006-2012 (2007).
- Brown, S. M., Shoemaker, J. D., Lodge, J. K. The Importance of NADP+-Dependent Isocitrate Dehydrogenase in Resistance to Nitrosative Stress and the Inessentiality of Glucose-6-Phosphate Dehydrogenase for Oxidative Stress Resistance in Cryptococcus neoformans. Eukaryotic Cell. , (2010).
- Shoemaker, J. D. Nutritional Screening in Humans by Gas Chromatography-Mass Spectrometry of Urine Metabolites After Substrate Loading. , (1992).
- Baggot, P. J., Kalamarides, J. A., Shoemaker, J. D. Valproate-induced biochemical abnormalities in pregnancy corrected by vitamins: A Case Report. Epilepsia. 40 (44), 512-515 (1999).
- Baggot, P. J., Eliseo, A. J., Kalamarides, J. A., Shoemaker, J. D. A folate-dependent metabolite in amniotic fluid from pregnancies with normal or trisomy 21 chromosomes. Fetal Diagn Ther. 21 (1), 148-152 (2006).
- Baggot, P. J., Eliseo, A. J., DeNicola, N. G., Kalamarides, J. A., Shoemaker, J. D. Organic acid concentrations in amniotic fluid found in normal and Down syndrome pregnancies. Fetal Diagn Ther. 23 (3), 245-248 (2008).
- Baggot, P. J., Eliseo, A. J., DeNicola, N. G., Kalamarides, J. A., Shoemaker, J. D. Pyridoxine-related metabolite concentrations in normal and Down syndrome amniotic fluid. Fetal Diagn Ther. 23 (4), 254-257 (2008).
